專利名稱：一種常壓低溫蒸餾、精餾工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離工藝，屬于化學(xué)工程領(lǐng)域。該工藝對(duì)所有具有揮發(fā)性 質(zhì)(包括揮發(fā)性很小的物質(zhì))的物料都能實(shí)現(xiàn)蒸餾、精餾過程，特別適合熱敏 性、難揮發(fā)性物料的分離，本發(fā)明為一種分離方法，屬于化學(xué)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我們知道， 一杯水放在濕度不大的空氣中水會(huì)慢慢的揮發(fā)，這是水的表面 存在一個(gè)飽和蒸氣壓，也就是說存在一個(gè)水蒸氣的飽和濃度，該壓力大于空氣 中水蒸氣的分壓，因此水的表面水蒸氣濃度大于空氣中水蒸氣的濃度，該濃度 差的存在使水蒸氣擴(kuò)散到空氣中，這種過程叫做揮發(fā)過程，該過程理論上能夠 實(shí)現(xiàn)蒸餾的目的，但揮發(fā)速度很慢，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
現(xiàn)階段的一般的蒸餾過程是將物料加熱到沸點(diǎn)，使物料的飽和蒸氣壓大于 環(huán)境壓力，該過程的動(dòng)力是通過液體表面與環(huán)境之間的壓力差來實(shí)現(xiàn)的。這類 的蒸餾、精餾工藝(包括常壓蒸餾、減壓蒸餾、閃蒸等)，是通過加熱、減壓等 手段使物料的飽和蒸氣壓大于蒸餾的環(huán)境壓力來實(shí)現(xiàn)的，也就是必須達(dá)到物料 的沸點(diǎn)，蒸餾、精餾過程才能夠?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于一些高沸點(diǎn)熱敏性物質(zhì)來說，高溫 會(huì)導(dǎo)致物料的分解，而減壓設(shè)備減壓能力也有一定的極限。而分子蒸餾技術(shù)是 在高真空條件下，利用盡量縮短液態(tài)物料蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離，增 加蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的壓力差，從而實(shí)現(xiàn)蒸餾過程，原理和普通蒸餾一 樣，該技術(shù)需要極高的真空度，設(shè)備復(fù)雜，處理能力小，因此生產(chǎn)成本高且不 能實(shí)現(xiàn)精餾過程。因此現(xiàn)階段普遍使用的一般的蒸餾工藝很難將這類物料分離出來或者生產(chǎn)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可在各種壓力、低溫下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的蒸餾、精 餾工藝以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足。
本發(fā)明的目的是這樣現(xiàn)的 一種常壓低溫蒸餾、精餾工藝，其特征是使 用氣體載體，將待分離的物料和氣體載體加溫，保持氣體載體與物料接觸；氣 體載體與物料之間有相對(duì)流動(dòng)。
本發(fā)明的積極效果在于本發(fā)明利用一種氣體載體，將液體表面的揮發(fā)性 物質(zhì)的蒸氣帶走，由于該載氣中不含或者含有少量液體中所含的揮發(fā)性物質(zhì)， 液體表面的揮發(fā)性物質(zhì)的濃度大于氣體載體中揮發(fā)性物質(zhì)的濃度，揮發(fā)性物質(zhì) 會(huì)很快的擴(kuò)散到流動(dòng)的氣體載體中，而且由于氣體載體的流動(dòng)能很快的將液體 表面的揮發(fā)性物質(zhì)帶走，該過程使液體表面揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)速度加快很多， 從而實(shí)現(xiàn)液體、固體原料的蒸餾、精餾過程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該工藝不需要 通過減壓過程，從而達(dá)到或超過減壓蒸餾的效果。因此，該發(fā)明能在各種壓力、 低溫下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的蒸餾、精餾過程，該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)減壓蒸餾也無法蒸餾物質(zhì) 的蒸餾過程，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到分子蒸餾的效果，可實(shí)現(xiàn) 精餾操作，而生產(chǎn)成本卻很低。
下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述


圖1是本發(fā)明提取乳酸實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明提取乳酸的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明提取維生素E的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例h利用本發(fā)明對(duì)乳酸進(jìn)行蒸餾過程。
乳酸是典型的難揮發(fā)性的熱敏性物質(zhì)，飽和蒸氣壓低，沸點(diǎn)122°C (1.8 千帕，14毫米汞柱)，82-85°C (66.6-133帕，0.5-l毫米汞柱)，但蒸餾溫度 13(TC以上就會(huì)出現(xiàn)明顯的分解。目前常用的發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸的提取純化工藝 有鈣鹽、鋅鹽結(jié)晶法，離子交換法，電滲析法，溶劑萃取法等，但這些提取 工藝存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備投資高，提取損耗大，成品質(zhì)量低等缺點(diǎn)。通過蒸 餾工藝能使產(chǎn)品質(zhì)量得到很大的提高，但由于乳酸的飽和蒸氣壓很低，且在高 溫下容易分解，目前常壓下無法實(shí)現(xiàn)乳酸的蒸餾，只有在高真空條件下，使沸 點(diǎn)降至乳酸分解點(diǎn)以下，才能實(shí)現(xiàn)乳酸的蒸餾。但這對(duì)減壓設(shè)備的要求很高， 生產(chǎn)成本高。分子蒸餾常用于乳酸純化，但設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高，且對(duì)原料 的純度要求高。本發(fā)明不需要減壓設(shè)備，能在低溫、任何壓力下就能實(shí)現(xiàn)乳酸 的蒸餾，且生產(chǎn)成本低。
如圖2，以乳酸發(fā)酵液為原料，經(jīng)預(yù)處理后得乳酸含量為20%-100%乳酸溶 液5，將溶液加熱到50°C-IO(TC，用泵輸送入氣液交換設(shè)備7，維持一定的液 位,氣液交換設(shè)備7通過保溫加熱裝置8維持在50°C-100°C，以空氣6為氣體載 體，通過空氣加熱設(shè)備11加熱到溫度50°C-IO(TC通入氣液交換設(shè)備7，氣液交 換設(shè)備7中添加填料9以增加氣液交換面積，使氣體載體6中乳酸蒸氣達(dá)到飽 和，載氣流速保持在50-200L/h，，帶有乳酸蒸氣的載氣10通過冷凝器12，乳 酸蒸氣冷凝為透明、無色的高純度的乳酸水溶液，再經(jīng)過氣液分離器13，，餾 出的乳酸溶液得率為50-200ml/h，餾出物中乳酸含量為20%-100%。
本工藝中通過冷凝后的載氣可以通過加熱后進(jìn)入氣液交換設(shè)備7循環(huán)利 用，以減少氣體載體6中微量乳酸對(duì)空氣的污染，氣體載體6的加熱和冷凝過 程可以通過熱交換設(shè)備循環(huán)利用，以減少生產(chǎn)成本。實(shí)施例2:還是以乳酸為例，以空氣為載氣，采用類似噴霧干燥的方式蒸 餾乳酸。
如附圖3所示，將酸解后的乳酸發(fā)酵液5濃縮到20-80%，加熱到溫度50 r-10(TC后以泵為動(dòng)力，通過噴頭把乳酸溶液5噴成霧狀加入到氣液混合設(shè)備 7里，由于噴霧后的乳酸溶液5液體顆粒很小，液態(tài)的乳酸溶液5很快揮發(fā)到 50°C-10(TC的氣體載體6中，原料中所含有的無機(jī)鹽、不揮發(fā)性有機(jī)物(如焦 糖色素、蛋白質(zhì)等)被干燥成固體，通過固氣分離設(shè)備15從氣體載體6中分離 出來，帶有乳酸蒸氣的氣體載體10通過冷凝后分離出濃度大約為20-80%乳酸 溶液，冷凝后的氣體載體可通過風(fēng)機(jī)14循環(huán)利用。
本工藝與實(shí)施例1同樣采用本發(fā)明原理蒸餾乳酸，乳酸產(chǎn)品質(zhì)量幾乎一樣， 但本工藝對(duì)乳酸原料純度要求不高，可直接利用酸解后的乳酸發(fā)酵液進(jìn)行蒸餾， 減少了乳酸的生產(chǎn)工藝并使產(chǎn)品得率得到較大提高，缺點(diǎn)是載氣用量稍微大些。
實(shí)施例3:以生產(chǎn)天然維生素E為例，對(duì)采用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)精餾操作過程。
天然VE —般是以富含VE的植物油或其精煉副產(chǎn)品的脫臭餾分(和油渣等 為原料，經(jīng)提取、蒸餾可得。目前主要有萃取法(包括最新采用的超臨界C02 萃取)、酯化法、皂化法、酯化一硅腔吸附法、酶法及凝膠過濾法等幾種制備方 法。
分子蒸餾技術(shù)在溫度為220 24CTC、壓力為103 105mmHg的高真空條 件下再進(jìn)行分子蒸餾，將沸點(diǎn)與維生素E的沸點(diǎn)接近的組分分離，進(jìn)一步提高 濃縮物維生素E的含量。所謂的分子蒸餾法是一種在高真空條件下進(jìn)行液液分 離操作的連續(xù)蒸餾過程。該技術(shù)濃縮比和收率較高，天然維生素E損失較少， 但設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高，由于不能實(shí)現(xiàn)精餾過程，產(chǎn)品中天然維生素E含量 不高， 一般在80%以下。該工藝原料為精煉植物油后的脫臭餾分，天然維生素E含量為25%左右， 利用有機(jī)溶劑萃取出植物甾醇后，然后利用甲醇對(duì)原料中的脂肪酸進(jìn)行酯化， 采用實(shí)施例1或2的方法，蒸餾出天然維生素E和脂肪酸甲酯，此時(shí)溜出物中 天然維生素E濃度大約為40%。該工藝采用二氧化碳為氣體載體18。
如附圖4所示在常壓下，將經(jīng)過預(yù)處理后的原料16按一定流量加入到精 餾柱17中，利用加熱到一定溫度氣體載體18的流動(dòng)性使原料中的各組分揮發(fā) 到氣體載體18中，精餾柱17塔頂回流的液體與載氣中的氣態(tài)揮發(fā)性物質(zhì)接觸， 使氣態(tài)揮發(fā)物冷凝成液態(tài)，塔底中加熱的氣體載體18又使冷凝后的液態(tài)物料 揮發(fā)。原料16中的可揮發(fā)性物質(zhì)不斷的揮發(fā)、冷凝，實(shí)現(xiàn)精餾過程。氣體載 體18從塔頂冷凝后的液體部分回流到精餾柱中，部分作為副產(chǎn)品19采出，副 產(chǎn)品中脂肪酸甲酯的含量達(dá)到95%以上。冷凝后的載氣通過風(fēng)機(jī)14的作用循 環(huán)利用。天然維生素E從塔底采出，維生素E含量大于90Q/0。
依次類推，所有具有揮發(fā)性質(zhì)(包括揮發(fā)性很小的物質(zhì))的物料，只要選 擇與之不發(fā)生反應(yīng)的載氣，并保持之間的流動(dòng)性，都可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的， 所變化的僅僅是參數(shù)的調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1、一種常壓低溫蒸餾、精餾工藝，其特征是使用氣體載體，將待分離的物料和氣體載體加溫，保持氣體載體與物料接觸；氣體載體與物料之間有相對(duì)流動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種常壓低溫蒸餾、精餾工藝，其特征是使用氣體載體，將待分離的物料和氣體載體加溫，保持氣體載體與物料接觸；氣體載體與物料之間有相對(duì)流動(dòng)。本發(fā)明的積極效果在于該工藝不需要通過減壓過程，從而達(dá)到或超過減壓蒸餾的效果。因此，該發(fā)明能在各種壓力、低溫下實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的蒸餾、精餾過程，該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)減壓蒸餾也無法蒸餾物質(zhì)的蒸餾過程，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到分子蒸餾的效果，可實(shí)現(xiàn)精餾操作，而生產(chǎn)成本卻很低。
文檔編號(hào)B01D3/38GK101628184SQ20091005863
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者伍運(yùn)洪 申請(qǐng)人:伍運(yùn)洪